Bacak hareket kabiliyeti sınırlı veya hiç olmayan bireyler genellikle engebeli yüzeyler, küçük merdivenler, basamaklar ve karlı koşullar gibi arazilerde hareket edebilen hareketlilik cihazlarına ihtiyaç duyarlar. Piyasada tekerlekli sandalye çözümleri mevcut olsa da, bunlar genellikle bu zorlukları yeterince ele almaz veya uygun fiyatlı çözümlere ihtiyaç duyan birçok kullanıcı için çok pahalıdır. CMD (Katlanabilir Mobil Cihaz) projesi, çağdaş kar motosikletlerinden büyük ölçüde ilham alan bir tekerlekli sandalye eklentisi geliştirerek tekerlekli sandalye kullanıcılarına uygun fiyatlı temel hareketlilik çözümleri sağlamayı amaçlamaktadır. Bu makalede, PA-17-POT aktüatörümüzü kullanan CMD Ekibinin merdiven tırmanma tekerlekli sandalye projesinin öne çıkan noktalarını ele alacağız!
Tekerlekli Sandalye Kullanımının Zorlukları
Arshak Petrosyan, paydaşlar Aaron ve Emmanuel ile üniversite öğrencileri olarak karşılaştıkları günlük zorluklara odaklanan ayrıntılı bir görüşme gerçekleştirdi. Bu temel zorluklar arasında, olumsuz hava koşullarında tekerlekli sandalye kullanmanın zorluğu, tümseklerden ve merdivenlerden geçme zorluğu ve bu cihazların yüksek maliyeti yer almaktadır. Özellikle, üst düzey tekerlekli sandalyelerin fiyatı 8.000 Kanada dolarını aşabilirken, mevcut merdiven çıkabilen modellerin fiyatı 50.000 Kanada dolarının üzerinde olabilir. Bu zorlukların üstesinden gelmek için ideal çözüm şunları içermelidir:
- Tekerlekli sandalye kullanıcılarının karşılaştığı en yaygın engelleri aşmak için merdiven çıkma özelliği.
- Kendiliğinden denge sağlayan sistem, tekerlekli sandalye koltuğunun dengesini korur ve konfor ve güvenlik için merdiven açısına göre otomatik olarak ayarlanır.
- Kanada hava koşulları gibi durumları ele almak için kış hava koşulları işlevi.
- Finansal engelleri azaltan ve erişilebilirliği artıran uygun fiyat noktaları.
CMD Ekibi Oluşturma
Paydaşlar tarafından dile getirilen sorunları ele almak için, Waterloo Üniversitesi'nden bir grup Mühendislik öğrencisi CMD Ekibi'ni kurdu. CMD (Katlanabilir Mobil Cihaz), tekerlekli sandalye kullanıcılarına her türlü arazide hareket özgürlüğü ve konforu sunan uygun fiyatlı bir gelecek sağlamayı amaçlayan, öğrenciler tarafından yönetilen dördüncü sınıf bir tasarım projesidir.
Nigel Fernandes - CEO ve İş Geliştirme Departmanı Müdürü
Abhi Gupta - CTO ve Elektrik ve Kontrol Departmanı Müdürü
Mohamed Moustafa - Yazılım Departmanı Müdürü
Arshak Petrosyan - CMO ve Güç Aktarma Sistemi Departmanı Müdürü
Avinash Yarram - Şasi ve Dinamikler Departmanı Müdürü
Hep birlikte, tekerlekli sandalye kavramını devrim niteliğinde değiştirmeye, onu bir engel olmaktan çıkarıp özgürlük, bağımsızlık ve kapsayıcılığın sembolü haline getirmeye kararlılar.
CMD Projesinin Tasarımı ve Üretimi
CMD, geleneksel tekerlekli sandalyelere ek bir parça olarak çalışarak kullanıcıların engebeli arazilerde, küçük tümseklerde ve kış koşullarında merdivenlerde rahatça hareket etmelerini sağlar. Tek bir şarjla tüm gün boyunca kullanıcının tekerlekli sandalyesinden çıkmasına gerek kalmadan güvenli ve konforlu bir şekilde seyahat etmesini sağlar. Cihazın işlevleri, kullanıcıların dış mekan engellerini aşmak için gerektiğinde takıp çıkarabilmelerine olanak tanır. Bu, yeni bir tekerlekli sandalye satın alma ihtiyacını ortadan kaldırır ve boyut ile ağırlığı minimumda tutmaya yardımcı olur. Şasi, güçlü ancak hafif bir çözüm olarak kare alüminyum borulardan üretilmiştir ve etkili tasarım ve yapısal bütünlüğü sağlamak için kapsamlı kuvvet ve hareket analizleri yapılmıştır.
CAD Tasarımları ve Şemaları
Tasarım sürecinde en çok kullanılan ve faydalı olan yazılım, tüm mekanik tasarımlar ve sonlu eleman analizi (FEA) için Solidworks oldu. Elektrik işleri için ise RapidHarness adlı bir yazılım, tüm elektronik bileşenleri düzenlemeye ve bina için elektrik tesisatı şemasını oluşturmaya yardımcı olurken, tüm elektrik şemaları için KiCad kullanıldı.
Doğru Doğrusal Aktüatörü Bulmak
CMD'nin dış mekana uygun olması gerekeceğinden giriş koruma derecelendirmeleriAğır hizmet kapasitesi ve konum geri bildirimi ile, PA-17-8-2000-POT Endüstriyel Lineer Aktüatörün uygulama için en uygun seçenek olduğu tespit edildi. Bu modelin özellikleri şunlardır: fırçalı DC motor 12 VDC ile çalışan, potansiyometre geri beslemesi içeren ve 2000 lb kuvvete dayanabilen 8 inççlik bir stroka sahip bir cihazdır.
Bizim BRK-17 Ağır Hizmet Montaj Braketi Kurulum sürecinde güvenli montaja olanak tanır. aktüatör Tekerlekli sandalyenin oturma yerini, kullanıcının merdiven çıkarken yere paralel olacak şekilde eğmek için kullanılır. Bunu yapmak için, aşağıda gösterildiği gibi bir damperli kamyon mekanizması uygulandı.
Mikrokontrolcü Seçimi ve Programlama
Ekip başlangıçta mikrodenetleyici olarak STM32 Nucleo kartını planlamıştı, ancak sonunda Arduino Mega 2560'ı kullanmaya karar verdiler çünkü Arduino desteği Bu yazılım, ekibin beceri setine çok daha uygun ve erişilebilir bir çözümdür. Kullanıcıların cihazı iki analog çubukla kolayca kontrol etmelerini sağlamak için C programlama dili kullanılarak geliştirilmiştir. Bu sayede kullanıcı, sezgisel direksiyon mekanizmasını kullanmak için ellerini serbest bırakabilir ve sensör geri bildirimi kullanarak merdiven çıkarken güvenli ve dengeli kalmasını sağlayabilir. Sensörler, yeterli akım beslemesi ve GPIO portları ile mikrodenetleyiciye bağlanmıştır.
Elektrik Sistemi Koruma ve Sigortaları
Ekibin pil kapasitesi hesaplamaları, uzun süreli kullanım için gereken gücü fazlasıyla sağlayan Fortress Scooters'tan 35 Ah, 12 V'luk bir pil seçilmesine yol açtı. Pillerin birbirine paralel bağlanması, cihazın genel çalışma süresini artırdı.
CMD'nin yüksek güçlü olması ve kurşun asit akülerden yüksek akım çekmesi nedeniyle, akım dalgalanmalarının temel elektrik bileşenlerine zarar verme riski vardır. Bu nedenle, akülere bağlı her önemli elektrik bileşeni öncelikle bir sigorta Doğru akım değeri için derecelendirilmiştir. Ek olarak, kullanıcının tüm CMD'lere giden akım akışını anında durdurmasına olanak tanıyan bir acil durum bağlantı kesme anahtarı güvenlik özelliği olarak takılmıştır.
|
Elektrikli Bileşen |
Sigorta Değeri |
Bileşen Sayısı |
|
CIM Motor |
70 A (hızlı üfleme) |
2 |
|
PA-17-POT Doğrusal Aktüatör |
20 A (hızlı üfleme) |
1 |
|
Arduino Mega |
1 A (hızlı üfleme) |
1 |
CMD'nin Testleri ve Nihai Sonuçları
CMD projesi, önemli bir öğrenme deneyimi olmasının yanı sıra, tasarım iyileştirmeleri için alanları belirleme konusunda da bir tetikleyici olmuştur. Bazı tasarım kararları zaman kısıtlamalarından kaynaklanırken, diğerleri kısıtlı bir bütçeden etkilenmiştir. Sonuç olarak, harcanan gerçek tutar 2611,44 dolar olup, bu da CMD için başlangıçta öngörülen maliyetten 940,90 dolar daha azdır.
Mevcut CMD prototipi kavisli merdivenlerde hareket edemiyor. Ancak, sürekli geliştirme ile CMD Ekibi'nin bir sonraki sürümü, iki küçük ray ekleyerek bu sınırlamayı giderecek ve merdivenlerde manevra yapma ve engelleri aşma yeteneğini artıracaktır. CMD projesi hakkında daha fazla bilgi için, aşağıdaki PDF bitirme raporuna ve CMD Ekibi'nin web sitesi bağlantısına göz atabilirsiniz:
Merdiven tırmanma tekerlekli sandalyesi Waterloo Son Bitirme Projesi Raporu.pdf
https://cmd-business.webflow.io/
ÖZETLE
Bizim PA-17-POT Merdiven tırmanma tekerlekli sandalyelerinin eğim ayarlamaları da dahil olmak üzere birçok uygulama için uygun, konum geri bildirimi sağlayan ağır hizmet tipi özellikler sunar. Teşekkürler. CMD Ekibi Muhteşem projelerinizi paylaştığınız için Waterloo Üniversitesi'ne teşekkürler!
Umarız bu bilgileri bizim kadar bilgilendirici ve ilgi çekici bulmuşsunuzdur, özellikle de tekerlekli sandalyelerinizi yenilemek için ilham verici fikirler arıyorsanız. Herhangi bir sorunuz varsa veya ürünlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin! Alanımızda uzmanız ve elimizden geldiğince yardımcı olmaktan mutluluk duyarız.
satış@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123